Peneliti Mengembangkan Otot Buatan Terobosan dengan Kemampuan Mendeteksi Kondisinya Sendiri

Peneliti dari Queen Mary University of London telah melakukan terobosan luar biasa dalam bidang bionik, mengembangkan otot buatan elektrik baru dengan kekakuan yang dapat diubah dan kemampuan mendeteksi kondisinya sendiri (self-sensing). Teknologi revolusioner ini, seperti yang diungkapkan dalam Advanced Intelligent Systems, berpotensi mengubah domain robotik lunak dan aplikasi medis. Dengan kemampuan untuk bertransisi dengan mudah antara keadaan lunak dan keras serta mendeteksi gaya dan deformasi, otot buatan ini meniru fleksibilitas dan elastisitas otot alami, memfasilitasi integrasi ke dalam sistem robotik lunak yang kompleks dan adaptasi terhadap berbagai bentuk.

Teknologi Kekakuan Variabel dan Potensinya

“Membekali robot, terutama yang terbuat dari bahan fleksibel, dengan kemampuan self-sensing adalah langkah penting menuju kecerdasan bionik yang sebenarnya,” kata Dr. Ketao Zhang, peneliti utama dan dosen di Queen Mary.

Otot buatan baru yang dikembangkan oleh tim peneliti menunjukkan ketahanan yang luar biasa dengan kemampuan regang melebihi 200% sepanjang arah panjang, membuatnya menjadi kandidat yang sangat baik untuk berbagai aplikasi.

Kekakuan otot buatan ini dapat berubah dengan cepat dengan menyesuaikan tegangan, mencapai modulasi terus-menerus dengan perubahan kekakuan melebihi 30 kali. Kemampuan yang digerakkan oleh tegangan ini menyediakan kelebihan signifikan dalam hal kecepatan respons dibandingkan dengan otot buatan lainnya. Selain itu, otot dapat memantau deformasinya sendiri melalui perubahan resistansi, menghilangkan kebutuhan akan pengaturan sensor terpisah, menyederhanakan mekanisme kontrol, dan mengurangi biaya.

Fabrikasi Sederhana dan Aplikasi Luas

Proses fabrikasi untuk otot buatan self-sensing ini sederhana dan dapat diandalkan. Nanotube karbon dicampur dengan polimer silikon cair (silicone) menggunakan teknologi dispersi ultrasonik dan kemudian dilapisi secara seragam untuk menciptakan katoda berlapis tipis, yang juga berfungsi sebagai bagian sensor dari otot buatan. Setelah bahan cair mengeras, otot buatan dengan kekakuan variabel dan kemampuan self-sensing yang lengkap terbentuk.

Aplikasi potensial dari teknologi kekakuan variabel ini sangat luas, mulai dari robotik lunak hingga aplikasi medis. Integrasi teknologi ini dengan tubuh manusia membuka kemungkinan untuk membantu individu dengan disabilitas atau pasien dalam melakukan tugas sehari-hari yang penting. Dengan mengintegrasikan otot buatan self-sensing, perangkat robotik yang dapat dikenakan dapat memantau aktivitas pasien dan memberikan tahanan mekanis dengan menyesuaikan tingkat kekakuan, memfasilitasi pemulihan fungsi otot selama pelatihan rehabilitasi.

Dr. Zhang menekankan pentingnya penelitian ini, menyatakan, “Meskipun masih ada tantangan yang harus diatasi sebelum robot medis ini dapat diterapkan dalam lingkungan klinis, penelitian ini mewakili langkah penting menuju integrasi manusia-mesin. Ini menyediakan cetak biru untuk pengembangan robot lunak dan robot yang dapat dikenakan di masa depan.”

Penelitian yang dilakukan oleh peneliti di Queen Mary University of London mewakili tonggak penting dalam bidang bionik. Pengembangan otot buatan self-sensing listrik membuka jalan bagi kemajuan dalam robotik lunak dan aplikasi medis, menandai langkah penting menuju realisasi potensi teknologi bionik.